Такты дизельного двигателя: 4ех тактный дизельный двигатель внутреннего сгорания

Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя

Рабочий цикл авто с дизельным двигателем отличается тем, что при такте впуска в цилиндр двигателя поступает очищенный  воздух, а не горючая смесь, как в карбюраторном двигателе.

Первый такт — впуск.

Поршень перемещается от ВМТ к НМТ, через открытый впускной клапан в цилиндр поступает очищенный воздух (из-за разрежения, создаваемого поршнем). Воздух перемешивается с небольшим количеством оставшихся от предыдущего цикла отработавших газов, температура повышается и в конце такта впуска достигает 300—320 К, а давление  0.08—0.09 МПа. Коэффициент наполнения цилиндра 0,9 и выше, т. е. больше, чем у карбюраторного двигателя.

Работа четырехтактного одноцилиндрового дизельного  двигателя:

а — впуск воздуха; б — сжатие; в — рабочий ход; г — выпуск отработавших газов; 1— цилиндр; 2 — топливный насос, 3 — поршень: 4 — форсунка, 5 — впускной клапан, 6 — выпускной клапан

Второй такт — сжатие.

Поршень движется от НМТ к ВМТ, впускной и выпускной клапаны закрыты. Давление и температура воздуха увеличиваются и в конце такта составляют соответственно 3—5 МПа и 800—900 К. Степень сжатия регламентируется исправностью деталей КШМ и равна 17—21.

Третий такт — рабочий ход.

В конце такта сжатия (20—30 градусов угла поворота коленчатого вала ло прихода поршня в ВМТ) с помощью насоса через форсунку в цилиндр под высоким давлением (15—20 МПа) в мелкораспыленном виде впрыскивается порция топлива. Топливо от соприкосновения с нагретым воздухом испаряется, его пары перемешиваются с нагретым воздухом и воспламеняются. При сгорании топлива, вследствие подвода большого количества теплоты, резко увеличиваются лишение и температура образовавшихся газов. В начале такта расширения давление газов составляет 7—8 МПа. а температура 2100—2300 К. Под действием давления поршень перемешается от ВМТ к НМТ, совершая полезную работу. Объем цилиндра увеличивается, давление и температура газов снижаются и при подходе поршня к НМТ составляют 0,2-0,4 МПа .

Четвертый такт — выпуск.

Поршень перемещается от НМТ к ВМТ. Через открытый выпускной клапан отработавшие газы выталкиваются через выпускной трубопровод в окружающую среду. В конце такта выпуска давление газов равно 0,11 -0,12 МПа, температура 850—1200.  После этого рабочий цикл дизеля повторяется.
В двухтактных двигателях время, отводимое на рабочий цикл, используется более полно, так как процессы выпуска и впуска совмещены по времени с процессами сжатия и рабочего хода. Рабочий цикл происходит за 360 градусов (один оборот коленчатого вала).

При движении поршня от ВМТ к НМТ одновременно происходят процессы расширения и выпуска с продувкой цилиндра, а при обратном движении от НМТ к ВМ1 впуск и сжатие. Изменения параметров цикла (давление и температура) соответствуют изменениям параметров четырехтактного двигателя.
Сравнение рабочих циклов четырех- , двухтактных двигателей показывает, что при одинаковых размерах цилиндра и частоте вращения коленчатого вала мощность двухтактных двигателей выше в 1.5—1,7 раза. Он проще по конструкции и компактнее.
К недостаткам двухтактного двигателя следует отнести ограниченное время газообмена, что ухудшает очистку цилиндра от отработавших газов, увеличивает потери части свежею заряда, снижает экономичность.

Работа дизельного двигателя, подробнее

Циклы 2-х тактного и 4-х тактного судового дизельного двигателя

Сайт Английский для Морфлота www.more-angl.ru

Опубликовано: 15. 11.14

Cycles of Diesel Engine	Рабочие циклы дизельного двигателя
Any internal combustion engine, regardless of principle it operates on, is said to have a four-stroke cycle or a two-stroke cycle. The engines of either type may be single or double acting, trunk-piston type, crosshead type, opposed-piston type.	Считается, что любой двигатель внутреннего сгорания, независимо от принципа его работы, имеет четырехтактный или двухтактный цикл. Двигатели любого типа могут быть простого или двойного действия, тронковыми, крейцкопфными, с противоположно- движущимися поршнями.
internal combustion engine – двигатель внутреннего сгорания regardless of … – независимо от … is said – говорят, считается to operate – работать, действовать, приводить в движение, запускать, управлять stroke – в двигателях внутреннего сгорания: ход (поршня), такт four-stroke (two-stroke ) cycle – четырехтактный (двухтактный) цикл either type – любой; любой из двух single (double) acting – простого (двойного) действия trunk-piston type – тронковый crosshead type – крейцкопфный opposed-piston type – с противоположно-движущимися (расходящимися) поршнями
The four-stroke cycle consists of: the suction stroke, compression stroke, combustion and expansion stroke and exhaust stroke.	Четырехтактный цикл состоит из: такта всасывания, такта сжатия, такта горения и расширения, и такта выпуска.
consists of … – состоит из … suction stroke – ход (такт) всасывания compression stroke – ход (такт) сжатия combustion and expansion stroke – ход (такт) сгорания и расширения exhaust stroke – ход (такт) выпуска
The piston starts a downward, suction stroke. The air inlet valve is open and air is being drawn into the cylinder through the air inlet pipe. The exhaust valve, fuel valve are all closed. As the piston reaches the end of the suction stroke the air inlet valve closes …	Поршень начинает движение вниз – ход всасывания. Впускной клапан открывается, и воздух втягивается в цилиндр через впускной патрубок. Выпускной клапан, топливный клапан – все закрыты. Когда поршень достигает конца хода всасывания, впускной клапан закрывается, …
piston – поршень downward – вниз; upward – вверх   air inlet valve – впускной клапан (воздушный) (inlet – впуск, вход, впускное отверстие; valve – клапан) to draw – тянуть, втягивать, затягивать, вдыхать и т. п.; being drawn – втягивается (буквально: будучи втягиваемым – это пассивная форма глагола) cylinder – цилиндр through – через, сквозь (произносится: сру) air inlet pipe – впускной патрубок (воздушный) exhaust valve – выпускной клапан fuel valve – топливный клапан to reach – достигнуть
… and as the piston rises on the second, or compression stroke, the air in the cylinder is compressed. At the end of this stroke the air has been compressed to about 480 pounds and its temperature has risen to about 1,000 degrees F. The fuel injection valve now opens and the fuel is sprayed into the cylinder under a pressure of 3,550 p.s.i. The high temperature of the compressed air in the cylinder ignites the fuel, and it continues to burn as long as injection is maintained. This burning raises the temperature of the gas to approximately 3,000ºF.	… и пока поршень поднимается на второй ход, или ход сжатия, воздух в цилиндре сжимается. В конце этого хода воздух сжат до, примерно, 480 фунтов, и его температура поднята до, примерно, 1000 градусов по Фаренгейту. Теперь открывается форсунка, и топливо распыляется в цилиндр под давлением 3 550 фунтов на квадратный дюйм. Высокая температура сжатого воздуха в цилиндре воспламеняет топливо, и оно продолжает гореть столько, сколько продолжается впрыскивание. Это горение поднимает температуру газа до, приблизительно, 3000 градусов по Фаренгейту.
has been compressed – сжат (это настоящее совершенное время в пассивной форме, т.е. начали сжимать в прошлом, и это сжато к настоящему моменту) about – около, приблизительно pound – фунт (1 фунт = 0,454 кг; 1 кг = 2,205 фунта) 1,000.00 = 1 000,00 (в английском письме разряды в цифрах разделяются запятыми, а десятичные доли точкой!!!) degrees F – градусов по Фаренгейту fuel – топливо injection – впрыскивание fuel injection valve – форсунка (дословно: топливо-впрыскивающий клапан) p. s.i. (pounds per square inch) – фунтов на квадратный дюйм (1 psi = 0,07031 кгс/кв. см) to ignite – зажигать, воспламенять as long as – до тех пор, пока; столько, сколько … to maintain – поддерживать (сохранять в том же состоянии) to burn – гореть; burning – горение approximately – приблизительно
In the meantime, the piston has started down on the third, or expansion stroke, with the gas expanding behind it. The injection valve closes shortly after the piston has started down on this stroke. At the end of this stroke the exhaust valve opens and the burned gases in the cylinder, now reduced to about 40 pounds pressure, and correspondingly reduced in temperature, start to flow out through the exhaust pipe.	Тем временем, поршень начал движение вниз на третий ход, или ход расширения, а газ расширяется вслед за ним. Форсунка закрывается вскоре после того, как поршень начал опускаться на этот ход. В конце этого хода выпускной клапан открывается, и сгоревшие в цилиндре газы, теперь с давлением, снизившимся до, примерно, до 40 фунтов, и с соответственно понизившейся температурой, начинают выходить через выпускной патрубок.
in the meantime – тем временем; между тем shortly after – вскоре после того, как … burned gases – отработанные газы (дословно: сгоревшие газы) correspondingly – соответственно flow out – вытекать (наружу) exhaust pipe – выпускной патрубок
Returning on the fourth, or exhaust stroke, the piston pushes the remaining gas out of the cylinder. At the end of this stroke the exhaust valve closes, the air inlet valve opens and the cycle of operations starts again.	Возвращаясь на четвертый, или выпускной ход,  поршень выталкивает оставшийся газ из цилиндра. В конце этого хода выпускной клапан закрывается, открывается впускной клапан, и цикл операций начинается опять.
It is thus seen that one complete cycle requires four strokes of the piston; the four strokes comprise two complete revolutions of the crank.	Таким образом, видно, что один полный цикл  требует четыре хода поршня; четыре хода составляют два полных оборота кривошипа.
revolution – оборот crank – кривошип, колено
In the 2-cycle, single acting Diesel engine instead of an exhaust valve there is a ring of exhaust ports around the bottom of the cylinder, communicating with the exhaust pipe. The spray valve and starting valve are the same as in the 4-cycle. In place of air inlet valves there are scavenging ports, in place of exhaust valves there are exhaust ports, in uniflow scavenging engines there are exhaust valves. The scavenging ports are in communication with a passage leading to a low pressure scavenging air compressor, operated from the engine.	В двухтактном дизельном двигателе простого действия вместо выпускного клапана имеется кольцо выпускных окон вокруг днища цилиндра, сообщающихся с выпускным патрубком. Форсунка и пусковой клапан такие же, как и на четырехтактном. Вместо впускных клапанов имеются продувочные окна, вместо выпускных клапанов имеются выпускные окна, в двигателях с прямоточной продувкой имеются выпускные клапана. Продувочные окна сообщаются с каналом, ведущим к компрессору продувочного воздуха низкого давления, приводимому в движение от двигателя.
ring – кольцо, круг port – отверстие, окно, проход, порт exhaust port – выпускное окно communicating; in communication with … – сообщающийся, соединяющийся exhaust pipe – выхлопной патрубок spray valve – форсунка starting valve – пусковой клапан the same as – тот же, что и …; такой же, как … in place of – вместо exhaust valve – выпускной клапан scavenging port – продувочное окно uniflow scavenging – прямоточная продувка passage – проход, канал
When the piston on its downward stroke uncovers the exhaust ports and the cylinder pressure drops to atmospheric, the scavenging ports open and the air, under pressure, flows into the cylinder and pushes the exhaust gases out through these ports. As the piston on its up stroke covers the scavenging ports, the exhaust ports close, leaving the cylinder full of fresh air. The piston moving upward on its compression stroke, compresses this air and at the end of compression fuel injection occurs, just as previously described for the 4-stroke cycle.	Когда поршень на его ходу вниз открывает выпускные окна, и давление в цилиндре падает до атмосферного, продувочные окна открываются, и воздух под давлением заходит в цилиндр и выталкивает отработанные газы наружу через эти окна. По мере того, как поршень на его ходу вверх закрывает продувочные окна, выпускные окна закрываются, оставляя цилиндр полным свежего  воздуха. Поршень, двигаясь вверх на его ходу сжатия, сжимает этот воздух, и в конце сжатия происходит воспламенение топлива, точно также как описано ранее для четырехтактного цикла.
to cover – закрывать; to uncover – открывать
It is thus seen that the complete series of operations, including fuel injection and combustion, expansion, exhaust, filling cylinder with fresh air and compression, occurs in two strokes of the piston, or one revolution of the crankshaft.	Таким образом, видно, что полная серия операций, включая впрыск топлива и сгорание, расширение, выпуск, заполнение цилиндра свежим воздухом и его сжатие происходят за два хода поршня или один поворот коленчатого вала.
crankshaft – коленчатый вал

***********************

Перейти в раздел Английский язык для судомехаников

Понимание цикла — двухтактный дизельный цикл

Если вы читали «Как работают двухтактные двигатели», вы узнали, что одно большое различие между двухтактными и четырехтактными двигателями заключается в мощности, которую двигатель может производить. Свеча зажигания срабатывает в два раза чаще в двухтактном двигателе — один раз на каждый оборот коленчатого вала, по сравнению с одним на каждые два оборота в четырехтактном двигателе. Это означает, что двухтактный двигатель может производить в два раза больше мощности как четырехтактный двигатель того же размера.

В статье о двухтактном двигателе также объясняется, что цикл бензинового двигателя, в котором газ и воздух смешиваются и сжимаются вместе, на самом деле не идеально подходит для двухтактного подхода. Проблема в том, что при каждой заправке цилиндра топливно-воздушной смесью вытекает некоторое количество несгоревшего топлива. (Подробности см. в разделе «Как работают двухтактные двигатели»). цикл. Поэтому многие производители больших дизельных двигателей используют этот подход для создания двигателей большой мощности.

На рисунке показана схема типичного двухтактного дизельного двигателя:

В верхней части цилиндра обычно находятся два или четыре выпускных клапана, которые открываются одновременно. Также есть инжектор дизельного топлива (показан выше желтым цветом). Поршень удлинен, как в бензиновом двухтактном двигателе, так что он может выполнять роль впускного клапана. В нижней части хода поршень открывает отверстия для впуска воздуха. Всасываемый воздух сжимается турбокомпрессором или нагнетателем (голубой). Картер герметичен и содержит масло, как в четырехтактном двигателе.

Двухтактный дизельный цикл выглядит следующим образом:

1. Когда поршень находится в верхней точке своего хода, цилиндр содержит заряд сильно сжатого воздуха. Дизельное топливо впрыскивается в цилиндр форсункой и немедленно воспламеняется из-за тепла и давления внутри цилиндра. Это тот же процесс, описанный в статье «Как работают дизельные двигатели».
2. Давление, создаваемое сгоранием топлива, толкает поршень вниз. Это рабочий ход .
3. Когда поршень приближается к нижней части своего хода, все выпускные клапаны открываются. Выхлопные газы устремляются из цилиндра, сбрасывая давление.
4. Когда поршень опускается, он открывает воздухозаборные отверстия. Сжатый воздух заполняет цилиндр, вытесняя остатки выхлопных газов.
5. Выпускные клапаны закрываются, и поршень начинает двигаться обратно вверх, вновь закрывая впускные каналы и сжимая свежий заряд воздуха. Это такта сжатия .
6. Когда поршень приближается к верхней части цилиндра, цикл повторяется с шагом 1.

Из этого описания вы можете увидеть большую разницу между дизельным двухтактным двигателем и бензиновым двухтактным двигателем: В дизельном версии, цилиндр заполняет только воздух, а не газ и воздух, смешанные вместе. Это означает, что дизельный двухтактный двигатель не страдает от экологических проблем, присущих бензиновому двухтактному двигателю. С другой стороны, дизельный двухтактник должен иметь турбокомпрессор или нагнетатель, а это значит, что вы никогда не найдете дизельный двухтактник на цепной пиле — он будет просто слишком дорог.

​

Процитируйте это!

Пожалуйста, скопируйте/вставьте следующий текст, чтобы правильно цитировать эту статью HowStuffWorks.com:

Marshall Brain
«Как работают дизельные двухтактные двигатели»
1 апреля 2000 г.
HowStuffWorks.com. com/diesel-two-stroke.htm>
2 ноября 2022 г.

Дизельный двигатель

: как работает 4-тактный дизельный двигатель ИЛИ цикл воспламенения от сжатия?

В основном существует два типа дизельных двигателей — четырехтактные и двухтактные. «Дизельный цикл» использует более высокую степень сжатия. Он был назван в честь немецкого инженера Рудольфа Дизеля, который изобрел и разработал первый четырехтактный дизельный двигатель. Четыре такта дизельного двигателя аналогичны бензиновому двигателю. Тем не менее, «дизельный цикл» значительно отличается тем, как топливная система подает дизельное топливо в двигатель и зажигает его.

Обычный дизельный двигатель внутреннего сгорания работает по «дизельному циклу». В простых дизельных двигателях инжектор впрыскивает дизельное топливо непосредственно в камеру сгорания над поршнем. «Двигатель с воспламенением от сжатия» также является другим названием дизельного двигателя. Это в основном потому, что он сжигает дизельное топливо с горячим и сжатым воздухом. Температура воздуха внутри камеры сгорания поднимается выше 400°C до 800°C. Это, в свою очередь, воспламеняет дизельное топливо, впрыскиваемое в камеру сгорания. Таким образом, «дизельный цикл» не использует внешний механизм, такой как свеча зажигания, для воспламенения воздушно-топливной смеси.

Четырехтактный дизельный двигатель работает по следующему циклу:

1. Такт всасывания – При движении поршней вниз и открытии впускного клапана создается всасывание чистого воздуха в цилиндры.

Ход всасывания дизельного двигателя

2. Сжатие – При закрытии впускного клапана область над поршнем закрывается. Поршень движется вверх, что приводит к сжатию воздуха в замкнутом пространстве при более высокой степени сжатия.

Такт сжатия дизельного топлива

Процесс сгорания — На этом этапе форсунка впрыскивает дизельное топливо в камеру сгорания. Повышение температуры воздуха, вызванное его сжатием; приводит к мгновенному сгоранию дизельного топлива со взрывом. Это вызывает выделение тепла, которое создает силы расширения, известные как мощность.

Дизельный двигатель внутреннего сгорания

3. Рабочий ход – Кроме того, эти силы снова толкают поршни вниз, приводя к их возвратно-поступательному движению.

Рабочий ход дизельного двигателя

4. Такт выпуска — По пути вверх поршни выталкивают выхлопные газы над собой через выпускной клапан, который открывается во время такта выпуска.

Такт выхлопа дизельного двигателя

Этот цикл повторяется до тех пор, пока двигатель не выключится, в результате чего двигатель продолжает работать.

Анимация четырехтактного дизельного двигателя

Дизельный двигатель в основном подразделяется на два типа: с непрямым впрыском (IDI) и с непосредственным впрыском (DI). Дизельный цикл с прямым впрыском был технологией более раннего поколения. Позже он превратился в своего преемника и более продвинутого CRDi. В транспортных средствах общего назначения, грузовиках, автобусах и генераторах более раннего поколения по-прежнему широко используются простые двигатели с прямым впрыском.